鄂霍茨克洋与太平洋构造域叠合的岩浆作用与成矿响应

课题拟重点开展华北北缘及其邻区燕山期岩浆-成矿作用的时空分布规律、成岩-成矿性质及形成背景研究。通过对比不同时空背景下岩浆-成矿作用的类型,查找典型构造带上岩浆的岩石化学及同位素组成的时空演变规律,明确古鄂霍茨克洋和太平洋俯冲体系对区内岩浆作用的制约,限定古洋壳向华北地块俯冲、转换的时限。分析岩浆-金属成矿作用区岩浆产生的物理化学条件、运移演化过程、源区性质及记录的壳幔相互作用,并在剖析典型资源矿产聚集区燕山期成矿类型及成矿机理基础上,探讨岩浆性质、成岩过程与成矿类型、成矿作用的关系,建立岩浆-成矿作用与古洋壳俯冲叠合的内在联系,构建成岩-成矿作用与块体俯冲拼合的动力学过程。同时,将深源岩石包体示踪和地球物理资料有机结合,开展不同地区深部岩石圈组成、结构,以及深部过程与浅部响应的综合研究。     

中国西部燕山运动及岩浆作用与成矿

本研究以中国西部(主要为扬子西缘及邻区)的燕山期岩浆岩和相关的金属矿床为重点研究对象,重点解决的关键科学问题为多幕次燕山期岩浆作用形成的深部动力学机制及其与金属成矿的关系,约束中国西部"燕山运动"前的构造背景,探讨特提斯洋的产生、俯冲和闭合过程及其与燕山期多幕式岩浆的时空演化关系,构建扬子地块西缘及邻区中生代洋陆演化格局,揭示中国西部多幕式"燕山运动"的基本特征、本质及其驱动机制,探讨中国西部"燕山运动"与中国东部燕山期重大地质事件之间的关联,为揭示"燕山运动"的驱动机制提供制约;同时,总结中国西部燕山期"安第斯型"金属成矿的动力学机制,为找寻中国的"安第斯型"金属成矿带提供重要启示。     

燕山期重大地质事件关键廊带的地球物理探测

伴随着中生代全球构造格局的重大转变,东亚大陆发生了多旋回地壳变形、大规模岩浆活动和爆发式金属成矿作用等重大地质事件,长期以来备受地学界关注,但迄今燕山运动的动力学机制、深部过程与大规模成矿作用机理等重大科学问题尚未根本解决。在国家重点研发计划"深地资源勘查开采"重点专项项目"燕山期重大地质事件的深部过程与资源效应"的资助下,本课题拟横跨中国东部郯庐断裂带南段和东海陆架区,组织实施综合地球物理剖面海-陆联测,结合徐淮及邻区宽频带流动地震台阵探测和区域重力/地磁异常分析,系统构建华北南缘及扬子陆缘地区深部结构的大深度、高精度、多参数地球物理探测体系,揭示太平洋俯冲作用关键区段的壳幔精细结构与物性特征,为探讨燕山期重大地质事件的深部过程和时空演化提供系统的地球物理约束。     

宁镇地区燕山期侵入岩锆石U-Pb定年:长江中下游新一期成岩成矿作用的年代学证据

对宁镇地区3个典型燕山期岩体(安基山-伏牛山岩体、下蜀-高资岩体和石马岩体)的中酸性侵入岩进行LA-ICP MS锆石U-Pb定年,给出(109.1±1.9)~(101.6±1.1)Ma的年龄值,代表了这些侵入岩体的形成年代,为该地区中酸性侵入岩形成时代提供了精确的约束。宁镇地区铜-多金属成矿作用在时间、空间和成因上与100~110Ma左右的中酸性钙碱性岩浆活动相关联,区内成岩成矿作用是一个连续的过程。宁镇地区燕山期中酸性侵入岩形成于早白垩世晚期,而长江中下游九瑞等地区的同类型侵入岩形成于早白垩世早期,二者相差约25~35Ma;结合白垩纪以来太平洋板块活动特征对中国东部陆区成岩成矿的制约,这些年代学数据揭示出宁镇地区燕山期岩浆活动及其成矿响应是中生代长江中下游成矿带大规模岩浆-成矿活动的新一期成岩成矿事件,深部地球动力学背景对应中国东部中生代岩石圈拆沉-减薄事件。长江中下游地区的岩石圈减薄从135Ma左右开始,可能持续到100Ma左右。     

云南格咱岛弧斑岩-矽卡岩铜、钼（金）矿床成矿系统

格咱岛弧带是西南三江多岛弧盆系中一个主要的地质构造单元,它始于晚三叠世甘孜—理塘洋壳的向西俯冲,燕山期经历了陆内汇聚和造山后伸展作用阶段,区内岩浆活动和成矿作用强烈,是近年来新发现的重要铜多金属成矿带。根据区内岩浆岩和矿床的时空分布,同位素年代学证据,构造环境及成矿作用,将格咱岛弧成矿系统划分为印支期成矿亚系统和燕山期成矿亚系统。印支期主要发育了与安山岩同源的壳幔型中酸性岩浆作用,形成斑岩型Cu矿成矿系统,燕山期伴随着同碰撞中酸性岩浆活动形成斑岩型Mo(Cu)及热液型W(Mo)成矿系统。研究表明,格咱岛弧深部找矿具有较好的资源潜力,其中燕山期Mo多金属成矿已显现出良好的找矿前景。     

胶东和鲁西地区中生代成矿作用重大差异性的内在因素

胶东和鲁西地区被沂沭断裂带所分隔 ,在中侏罗世末期 ,由于郯庐断裂带发生大规模左旋平移运动 ,二个地区最终拼合在一起。胶东和鲁西地区的金等多金属成矿作用发生在早白垩世 ,但其成矿作用的规模、矿床类型和成矿机制均存在很大的差别。研究表明 ,鲁西地区长期处于华北板块内部 ,而胶东地区则是长期处于华北板块的边缘地带 ,它曾经历了前寒武纪强烈的地质作用、早古生代洋—陆俯冲与碰撞造山作用、晚古生代缓慢隆起、印支晚期至燕山早期的陆—陆俯冲与强烈挤压以及燕山晚期岩石圈减薄与大规模构造 岩浆活动的复杂的构造环境和地质演化过程。因此可以认为 ,除上述综合地质构造作用因素外 ,中生代库拉—太平洋板块向欧亚大陆俯冲以及沂沭断裂带的强烈活动是直接导致早白垩世胶东地区产生突发性巨量成矿作用的重要的动力学条件     

国家重点研发计划:深地资源勘查开采“燕山期重大地质事件的深部过程与资源效应”项目简介

国家重点研发计划"深地资源勘查开采"重点研发专项"燕山期重大地质事件的深部过程与资源效应"项目于2016年7月正式启动。本项目将通过构造地质学、地球物理学、沉积地质学、地球化学、岩石学、矿床学和实验岩石学等多学科的联合攻关,以恢复太平洋、鄂霍次克洋和特提斯洋演化历史为切入点,重点探究太平洋板块与中国东部晚中生代地质事件的内在联系,揭示燕山期重大地质事件的发生机制和深部过程,探讨它们对大规模成矿作用的控制,同时对比研究西部燕山期地质事件。本专辑将简要介绍项目及各课题的研究思路、工作模型和拟解决的关键科学问题。     

桂东南地区区域成矿特征和找矿方向

桂东南地区地处湘桂地块与华夏地块交接地带的云开隆起西缘.本区先后经历了加里东期、海西期-印支期和燕山期三大构造运动阶段.燕山运动时,由于太平洋板块向北西俯冲作用和印度板块向北俯冲作用,不仅导致强烈的构造-变质-岩浆侵入活动,而且产生大量的火山喷发,与此同时伴随了一系列的内生成矿作用,形成本区的金银多金属成矿的高峰期.     

全球超大型斑岩铜矿浅析

燕山-喜马拉雅期构造运动，引起印度板块与欧亚板块剧烈碰撞、太平洋板块向东俯冲与美洲大陆向西漂移，产生了"加厚旋涌"效应，即下地壳的加厚并深插上地幔软流圈，改变了软流圈运动方式而上涌，伴随强烈的岩浆活动和成矿物质上涌，完成了大规模成矿作用，在特提斯-喜马拉雅地区和太平洋东部边缘产出世界级超大型斑岩铜矿系列.初步提出太平洋东部边缘成矿作用明显超过特提斯-喜马拉雅地区原因.     

全球超大型斑岩铜矿浅析

燕山-喜马拉雅期构造运动,引起印度板块与欧亚板块剧烈碰撞、太平洋板块向东俯冲与美洲大陆向西漂移,产生了"加厚旋涌"效应,即下地壳的加厚并深插上地幔软流圈,改变了软流圈运动方式而上涌,伴随强烈的岩浆活动和成矿物质上涌,完成了大规模成矿作用,在特提斯-喜马拉雅地区和太平洋东部边缘产出世界级超大型斑岩铜矿系列.初步提出太平洋东部边缘成矿作用明显超过特提斯-喜马拉雅地区原因.     

西环太平洋菲律宾群岛中酸性岩浆活动与斑岩型铜金成矿：兼论埃达克岩与斑岩型铜金成矿

以菲律宾岛弧构造岩浆作用和斑岩型铜金成矿作用为例,以与板块俯冲相关的深部物质循环和斑岩型铜金成矿为研究对象,综述了铜金在弧岩浆中复杂的地球化学过程和行为。通过对中酸性岩浆活动与区域斑岩铜金成矿响应进行系统综述,根据以往对菲律宾群岛中新生代岛弧岩浆岩和斑岩型铜金成矿开展的地质-地球化学研究,提出有利于成矿的地球化学指标,探讨了西环太平洋菲律宾群岛中酸性岩浆活动对区域铜金等多金属矿床的贡献,总结区域成矿规律,建立成矿动力学模式。通过研究菲律宾群岛周缘中新生代板块俯冲洋壳重熔岩浆作用及矿床形成机理,进一步揭示板块俯冲过程中以流体为纽带的物质和能量交换及斑岩型铜金成矿效应。     

华南区域成矿和中生代岩浆成矿规律概要

华南地区成矿地质构造环境经历了六个地质构造演化阶段,并在中生代形成了长江中下游、江南隆起、赣东北(钦杭带东段)、武夷-云开、南岭和东南沿海6个构造岩浆成矿带。本文依矿床的成矿系列理论,将华南中生代繁多的矿床,按地质构造单元及环境、岩浆成矿作用的专属性、有成因联系的矿床组合,划分出五个矿床成矿系列,总结了各矿床成矿系列的特征,分析了各矿床成矿系列的边界及部分过渡、重叠的特色。本文总结了华南成矿作用的时空分布及演化规律,分析各矿床成矿系列与壳幔作用的关系,探讨了华南中生代成矿作用与印支期华北、扬子板块碰撞对接、燕山期古太平洋板块向欧亚板块俯冲之远程影响的关系,以及华南地区燕山期地幔活动对该区岩浆成矿作用的重要贡献。     

古太平洋构造域的岩浆作用与成矿

燕山期中国东部出现了大规模的岩浆活动和成矿事件,探明其发生的地球化学动力学背景以及矿床成因机制,对理解中国东部中生代以来构造格局转变和指导找矿都具有重要意义。本文将从以下5个方面入手,探索古太平洋构造域的岩浆作用与成矿机制:(1)下扬子和江南隆起区燕山期岩浆-成矿作用研究;(2)中国东部燕山期成矿与不成矿埃达克岩及中-新生代玄武岩研究;(3)东秦岭造山带中生代岩浆作用与成矿研究;(4)不同类型钼矿床的钼同位素研究;(5)中国中东部燕山期富碱侵入岩石/正长花岗岩研究。     

华北克拉通南缘后大陆碰撞背景下的岩石圈演化及金、钼成矿规律探讨

通过对华北克拉通南缘大量的岩浆岩和矿床研究表明,矿床的形成与燕山期岩浆岩具有非常密切的关系,豫西矿集区是华北克拉通南缘岩石圈剧烈演化的结果。岩石圈的这种剧烈演化是在两件重大地质事件的共同作用下进行的:一方面,扬子板块与华北板块在印支期拼合,并发生了广泛的陆-陆碰撞造山活动,此后,克拉通边缘转入了后造山演化阶段;另一方面,燕山晚期的J-K之交,太平洋板块向欧亚板块俯冲,导致地幔大规模活动。中国东部大规模的地壳减薄和壳幔作用,使本来就处于造山后演化阶段的华北陆块南缘发生了广泛的岩浆活动。正因为这两大地质作用叠加效应,区域岩浆演化剧烈而复杂,大批重融花岗岩的地球化学特征往往既显示造山带的特点,又具有大规模壳幔作用的特征。这两大地质作用为豫西矿集区的形成提供了良好的成矿地质背景,大量的研究表明,各种矿床与燕山期岩浆岩在形成时间上高度吻合,空间上密切相关,同位素指标极为相近,显示它们在成因上的密切关系。岩浆一方面作为深部赋矿流体的上升通道,另一方面提供持续的高温环境,保证了元素迁移和成矿作用的进行。因此,华北克拉通南缘后大陆碰撞背景下的壳幔演化、大规模岩浆活动是豫西矿集区形成的决定性因素。     

大兴安岭—燕山晚中生代岩浆活动与俯冲作用关系

本文通过对华北的大兴安岭－燕山地区晚中生代火山－深成岩岩石化学、同位素地质学的分析，认为该地区岩浆的形成和演化与板内伸展环境下的底侵作用有关，而与太平洋板块俯冲无直接的成因联系。本文展示了较高分辨率的日本海沟－长白山－蒙古额尔德尼查干的地震层析图像，揭示了太平洋俯冲板片的形态特征；再结合对俯冲时间及俯冲作用与岩浆作用时差的研究，进一步证明板块俯冲与研究区的岩浆活动无直接关系。最后通过底侵作用年代学的研究，将大兴安岭－燕山中生代岩浆活动与层析图象显示的大陆板内软流圈上涌体联系起来。     

新疆东天山中生代金属成矿动力学背景研究

中生代是东天山地壳演化过程中一个重要的构造转换阶段,形成了两期金属矿床:印支期和燕山期矿床。笔者论述了东天山印支期、燕山期成矿特征和地球动力学背景,认为印支期矿床形成主要与塔里木以北地区由南向北的挤压和推覆作用而产生的大规模韧性剪切变形与岩浆活动有关,部分矿床(钒钛磁铁矿)与早侏罗纪新疆地区普遍发育的板内伸展作用有关;燕山期矿床形成主要与蒙古一鄂霍茨克洋向南北两侧俯冲而发生的岩浆侵位有关。这个结论对新疆东部找矿具有重要的指导意义。     

天山-兴蒙造山带主要钼矿床Re-Os定年和地质意义

天山-兴蒙钼矿带是中亚成矿域的重要组成部分,该成矿带主要呈近东西向分布;本文通过对天山-兴蒙钼矿带4个典型矿床Re-Os同位素精确定年,结合前人区域动力学背景的研究,揭示天山-兴蒙造山带钼矿床的成矿作用主要与岩浆侵入形成的花岗岩热液作用有关,并识别出兴蒙造山带3期岩浆活动、钼成矿作用和构造热事件;Re-Os定年结果揭示出晚古生代铜-钼矿床与俯冲-增生作用有关,三叠纪钼的成矿形成于西伯利亚板块与塔里木-华北克拉通碰撞背景下,而侏罗纪-早白垩世的钼成矿作用与古太平洋板块西向俯冲作用有关。     

新疆天山石炭—二叠纪大规模岩浆成矿事件与形成机制探讨

天山地质构造演化复杂,多阶段演化中岩浆活动与成矿作用规模并不均衡。而石炭-二叠纪却是天山成矿带大规模岩浆活动和金属成矿作用的"爆发"期。本研究紧紧围绕岩浆铜镍矿床、斑岩型铜(钼)矿床及火山岩型磁铁矿矿床,从含矿岩体的岩浆起源、岩浆演化及成矿特点,系统研究地球深部相应岩浆活动的地质过程。通过典型矿床的深入剖析,建立相应矿床类型的成矿模式,破解制约找矿突破的控制因素,系统阐述了板块构造与地幔柱体制叠加并存的地质特征与成矿表现。联系塔里木地幔柱的活动特点和成矿表现,将其与天山造山带三类主要矿床类型建立关联,对比岩石学、年代学及地球化学研究,发现天山成矿带成矿类型与塔里木地幔柱及板块构造存有密切关系,可能是两种构造体制叠加并存的结果。塔里木克拉通深部熔融的地幔物质,围绕刚性塔里木克拉通边缘不断上涌,并与表壳物质发生交换,随着板块俯冲的持续和减弱,深部上涌的地幔物质不断加强,先后形成因深部地幔物质多寡而金属聚集的不同矿床类型。该地幔柱形成时深部过程与成矿作用认识模型的建立,极大地推进了板块构造、地幔柱与岩浆成矿作用的研究,同时可为天山及邻区找矿突破提供借鉴和指导。     

中生代复杂构造体系的成矿过程与成矿作用——以华北大陆北缘西拉木伦钼铜多金属成矿带为例

西拉木伦钼铜多金属成矿带处于华北克拉通与中亚造山带的过渡区,是古生代古亚洲构造域与中生代西太平洋构造域的交汇部位。在中生代受多种构造体系的制约,如中亚造山带造山后期局部伸展、蒙古-鄂霍茨克俯冲-碰撞造山作用、古太平洋板块的向西俯冲和中国东部岩石圈减薄事件的影响等。西拉木伦成矿带成矿斑岩锆石U-Pb年龄和辉钼矿Re-Os同位素年龄资料显示,钼铜矿成岩成矿主要集中在260～220Ma、180～150Ma和140～120Ma三个时期。结合华北克拉通北缘构造演化历史,推测这三期成矿作用主要与造山后局部伸展、构造体系转折和陆内伸展(岩石圈减薄)过程有关,并相应建立了"车户沟式"、"鸡冠山式"和"敖伦花式"三类斑岩钼铜矿床成矿模式。进一步研究表明,岩石的酸碱性、岩浆来源、岩浆的氧逸度、岩浆演化方式、构造背景等因素,制约了成矿作用的专属性。     

Mg同位素示踪中国东部中生代深部碳循环

地球深部碳循环对全球气候变化、生命探索和岩石圈演化的研究具有重要意义。中国东部岩石圈是地球深部碳循环的重要场所,其减薄与破坏与深部碳循环密切相关。中生代太平洋板块俯冲是制约中国东部岩石圈减薄与破坏的关键,对华北克拉通和华南板块的大规模金属成矿作用具有重要作用。笔者等系统阐述了Mg示踪地球深部碳循环原理,例举了镁同位素示踪中国东部深部碳循环的实例,论述了中生代俯冲的古太平洋板块所释放的碳酸盐熔体/流体与地幔相互作用,是造成中国东部地幔具有普遍的轻Mg同位素组成的重要原因。此外,指出轻镁同位素的多解性,提出多同位素联合示踪是未来研究地球深部碳循环的趋势。